專利名稱：調(diào)頻系統(tǒng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種調(diào)頻系統(tǒng)電路，尤其是一種增加低噪聲放大器(Low Noise Amplifier, LNA)以改善調(diào)頻天線接收靈敏度的調(diào)頻系統(tǒng)電路。
背景技術(shù)：
近年來通訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一 日千里，由于基礎(chǔ)半導(dǎo)體工業(yè)及數(shù)字信號處理 (Digital Signal Processing, DSP)技術(shù)的突飛猛進，因而帶動通訊產(chǎn)業(yè)的進步。 通訊產(chǎn)業(yè)的三大新興領(lǐng)域移動通訊、衛(wèi)星通訊以及光纖通訊而言，又以移動通訊與 個人最息息相關(guān)。隨著通訊產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，應(yīng)用于無線通訊產(chǎn)業(yè)的天線需求也曰 趨多樣化。在產(chǎn)品走向輕薄短小的趨勢下，如何在有限的空間內(nèi)設(shè)計出適合產(chǎn)品規(guī) 格要求的天線，往往成為影響通訊品質(zhì)非常關(guān)鍵的因素。
目前移動電話中具有調(diào)頻(Frequency Modulation,筒稱FM )廣^番收音功能， 通常需配置長度約為1公尺左右的耳機線做為天線；因為FM廣播所使用的頻率為 87. 5 MHz至10眼Hz,而所需天線的對應(yīng)物理長度一l殳為69至86 />分(1/4波長天 線)，由于天線尺寸較大，且需與接地面保持相應(yīng)間距，很難將其安裝于手機通訊 終端內(nèi)部。
然而，許多廠商嘗試以繞線的陶瓷棒，增加介質(zhì)的介電常數(shù)以減小天線尺寸； 或是在主機板邊緣做一環(huán)繞的天線。但是，前者需要較大的內(nèi)部空間，后者則由于 天線與主機板的接地之間的間距問題難以實現(xiàn)。
有鑒于此，本發(fā)明提供一種調(diào)頻系統(tǒng)電路的設(shè)計，增加一低噪聲放大器電路于 調(diào)頻天線電路中，可改善天線接收的靈^L度，補償天線的損耗，使內(nèi)置天線的尺寸 可以縮小，以實現(xiàn)FM天線內(nèi)置于手才幾中的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一調(diào)頻系統(tǒng)電路，應(yīng)用在調(diào)頻系統(tǒng)的接收天線中，在天 線的前端增加一低噪聲放大器，可改善天線接收靈敏度，以實現(xiàn)天線內(nèi)置于手機中。
本發(fā)明揭示一種調(diào)頻系統(tǒng)電路，內(nèi)置于一電子裝置中，調(diào)頻系統(tǒng)電路包括一
天線電路，其中具有一天線、 一低噪聲放大器及匹配電路、 一支撐結(jié)構(gòu)與一饋線，
用以接收信號； 一調(diào)頻模組，連接天線電路，用以處理信號中的調(diào)頻信號，將該調(diào) 頻信號轉(zhuǎn)換成音頻信號；以及一控制器，連結(jié)調(diào)頻模組，用以配置調(diào)頻模組，將音 頻信號輸出。其中，因該低噪聲放大器及匹配電路改善了天線電路的接收靈敏度， 使天線電路可以尺寸可以縮小以內(nèi)置于該電子裝置中。
本發(fā)明亦揭示一種可內(nèi)置于電子裝置中的天線電路，應(yīng)用于一調(diào)頻系統(tǒng)中，裝 置于調(diào)頻系統(tǒng)的調(diào)頻模組前端，以接收信號，天線電路包括 一天線； 一支撐結(jié)構(gòu)， 連接于電子裝置的電路板，利用一塑料制成； 一饋線，耦合天線，為一金屬銅箔制 成，環(huán)繞貼附于部分支撐結(jié)構(gòu)表面；以及一低噪聲放大器及匹配電路，用以補償天 線的損耗，并放大信號輸出至調(diào)頻模組中，藉由低噪聲放大器及匹配電路改善天線 電路的接收靈敏度，使天線電路的尺寸可以縮小以內(nèi)置于電子裝置中。
本發(fā)明調(diào)頻系統(tǒng)電路，是在調(diào)頻模組的前端，即在天線電路中加置一低噪聲放 大器及其匹配電路，改善天線接收靈敏度，補償天線的損耗，又提高了 FM模組的 輸入信噪比，以實現(xiàn)天線內(nèi)置于電子裝置中的目的。


圖1為本發(fā)明一實施例一調(diào)頻系統(tǒng)電路的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明一實施例調(diào)頻低噪聲放大器及其匹配電路的電路圖3A為本發(fā)明一實施例電子裝置的電路板與支撐結(jié)構(gòu)的正面示意圖3B為本發(fā)明一實施例電子裝置的電路板與支撐結(jié)構(gòu)的反面示意圖4為本發(fā)明一實施例調(diào)頻低噪聲放大器及其匹配電路輸出駐波的波形圖5為本發(fā)明一實施例調(diào)頻低噪聲放大器及其匹配電路傳輸功率的波形圖6為本發(fā)明一實施例調(diào)頻低噪聲放大器電路中雙載子接面晶體管的集極工 作電壓與噪聲參數(shù)的關(guān)系圖；及
圖7為本發(fā)明一實施例調(diào)頻低噪聲放大器電路中雙栽子接面晶體管的射極工 作電流與噪聲參數(shù)的關(guān)系圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種調(diào)頻系統(tǒng)電路設(shè)計，特別是應(yīng)用在調(diào)頻(FM)的接收天線中，在 天線電路中增加一低噪聲放大器，可改善天線接收靈敏度，補償天線的損耗，使天 線的尺寸可以縮小，以實現(xiàn)FM天線內(nèi)置于電子裝置中的目的。
請參照圖1所示，為本發(fā)明一實施例一調(diào)頻系統(tǒng)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。調(diào)頻(FM) 系統(tǒng)電路l包括一調(diào)頻(FM)天線電路IO、 一調(diào)頻模組(FM module) 11、 一電源管理 才莫組12、一控制器13、 一音頻放大器(Audio Amplifier) 14及一揚聲器(Speaker) 15 。 其中，F(xiàn)M天線電路10包括一(內(nèi)置)天線100、 一調(diào)頻低噪聲放大器(FM-LNA)及其 匹配電路101、 一饋線(圖中未顯示)及一支撐結(jié)構(gòu)(Support)(圖中未顯示)；調(diào)頻模 組11具有電壓控制振蕩器(VCO)、鎖向回路(PLL)及混頻器等電路，用以處理FM信 號；控制器13通過連結(jié)接口配置調(diào)頻模組11的工作模式、接收增益、工作頻率等 參數(shù)；電源管理模組12供應(yīng)FM系統(tǒng)電i 各的電源；音頻放大器14放大音頻功率， 以驅(qū)動揚聲器15放音。
當(dāng)天線IOO接收FM信號后，經(jīng)由調(diào)頻低噪聲放大器及其匹配電路101將信號 放大輸入FM模組11后，F(xiàn)M模組11會將FM信號變換為立體聲音頻信號，經(jīng)由控制 器13控制FM模組11,將立體聲音頻訊號輸出至音頻放大器14處理后，將放大音 頻信號以驅(qū)動揚聲器15發(fā)聲，使操作者可以順利聽到FM廣播。
請參照圖2，為本發(fā)明一實施例調(diào)頻低噪聲放大器及其匹配電路的電路圖。 FM-LNA及其匹配電路101是由多個電容d、 C2、 C3、 C4、電感L1、電阻Ri、 R2、 R3、 電導(dǎo)Z及一雙載子接面晶體管BJL構(gòu)成。
其中，F(xiàn)M-LNA采用直流3伏特(V)電壓做為供電以筒化電路；電感^可用高品 質(zhì)因數(shù)(高Q值)的電感，提供直流饋電及交流匹配；電阻R" R2、 R3為一般電阻， 又電阻113做為一反饋電阻以抑制溫度飄移，亦為雙載子接面晶體管BJT,的設(shè)置射極 電流；電容d為一輸入耦合電容；C2、 C3為高頻接地電容；又電容C,與電感L構(gòu) 成一輸出匹配電路，以匹配后端50歐姆的電導(dǎo)Z。又內(nèi)置天線與電容d、電阻R:、 R2、 R:,與雙載子接面晶體管BJL,組成FM射頻諧振網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)M頻段功率增益為20分 貝(dB),天線接收的靈敏度則改善了 10 dB。
在圖2的實施例中，d的值為0. 01PF; C產(chǎn)10000pF; C產(chǎn)22000pF; C4=10pF; L嚴(yán)270nH; R產(chǎn)3000Ohm; R產(chǎn)6000Ohm; R產(chǎn)O. 5k0hm; Z=500hm; Vdc=3V。
本發(fā)明利用在FM模組前端加上一 FM-LNA及其匹配電路101,改善FM天線的 接收靈敏度，補償了天線損耗，又因為FM-LNA對于在高頻段的截止特性，即相當(dāng) 于在FM模組前端加入一帶通濾波器，可成功抑制已知由天線饋入的雜散信號 (Noise),提高了 FM模組的輸入信噪比(Signal to Noise Ratio, S/N)。
請同時參照圖3A與圖3B，為本發(fā)明一實施例電子裝置的電路板與支撐結(jié)構(gòu)的 正面與反面示意圖。展現(xiàn)其支撐結(jié)構(gòu)103與電子裝置的電路板連結(jié)關(guān)系，饋線102 沿支撐結(jié)構(gòu)103部分周邊環(huán)繞并貼附于其上，于電路板反面中，天線饋線104貼附 于支撐結(jié)構(gòu)103部分表面上與饋線相連結(jié)，支撐結(jié)構(gòu)103亦可延伸以做為固定揚聲 器15的用途，而支撐結(jié)構(gòu)103與電路板之間亦可藉由天線饋線104加以固定。
其中，饋線102為長38 36厘米(mm)乘上寬6 ~ 6. 8厘米(mm)的金屬銅箔安裝 于支撐結(jié)構(gòu)103上，并與地面保持5-7mm的距離；支撐結(jié)構(gòu)103系相應(yīng)銅箔的尺 寸以一塑料制成天線饋線104為磷青銅制成。由于，欲達(dá)成內(nèi)置天線的目的，且 希望在不影響電子裝置的大小的情形下，如移動電話、隨身聽等小型電子裝置， 因此饋線102尺寸被局限，是以銅箔在FM頻段耦合能量至前端LNA電路101進行 處理，即內(nèi)置天線實際為FM LNA 101、々貴線102及支撐結(jié)構(gòu)103共同構(gòu)成。
本發(fā)明中所用的FM-LM電路及匹配電路、饋線與支撐結(jié)構(gòu)，皆為互相配合， 然本發(fā)明并非限于此實施例，可因其FM-LNA電路的設(shè)計變更，進一步縮小或放大 饋線及支撐結(jié)構(gòu)的尺寸，即當(dāng)FM-LM電路中的電子元件有所變更，增益值有所變 動，其饋線尺寸可因應(yīng)做一改變，因而支撐結(jié)構(gòu)亦會因饋線的尺寸而有所變動。
請參照圖4,為本發(fā)明一實施例調(diào)頻低噪聲放大器及其匹配電路輸出駐波的波 形圖。圖中所示為FM-LNA電路的輸出駐波特性，表征此FM內(nèi)置天線在工作頻寬內(nèi) 的匹配特性，如圖中所顯示ml與m2之間頻寬內(nèi)的駐波皆幾乎小于-10dB, ml所表 示之點為頻率在88千赫茲(MHz)為-10. 771分貝(dB) , m2所表示的點為頻率在110 千赫茲(MHz)為-8. 727分貝(dB)。
請參照圖5,為本發(fā)明一實施例調(diào)頻低噪聲放大器及其匹配電路傳輸功率的波 形圖。圖中所示為FM-LNA電路的傳輸功率增益特性，表征此FM內(nèi)置天線在工作頻 寬內(nèi)的信號增益，如圖中所顯示ml與m2之間頻寬內(nèi)的增益皆大于20dB, ml所表 示之點為頻率在85千赫茲(MHz)為24. 365分貝(dB), m2所表示之點為頻率在110 千赫茲(MHz)為26. 701分貝(dB)。
請同時參照圖6與圖7,圖6為本發(fā)明一實施例調(diào)頻4氐噪聲方欠大器電路中雙載 子接面晶體管的集極工作電壓與噪聲參數(shù)的關(guān)系圖；圖7為本發(fā)明一實施例調(diào)頻低 噪聲放大器電路中雙載子接面晶體管的射極工作電流與噪聲參數(shù)的關(guān)系圖。由圖6 所示，可知道FM-LNA電路使得噪聲參數(shù)再任二工作電壓處，其之間的差值皆小于 等于2dB;而從圖7可知當(dāng)射極工作電流為2微安培(mA)時，噪聲參數(shù)與功率增益 取得一最佳值。
本發(fā)明調(diào)頻系統(tǒng)電路，是在調(diào)頻模組的前端，即在天線電路中加置一低噪聲放 大器及其匹配電路，改善天線接收靈敏度，補償天線的損耗，又提高了 FM模組的 輸入信噪比，以實現(xiàn)天線內(nèi)置于電子裝置中的目的。
本發(fā)明雖以較佳實例闡明如上，然其并非用以限定本發(fā)明^"神與發(fā)明實體僅止 于上述實施例。對所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，當(dāng)可輕易了解并利用其它元件 或方式來產(chǎn)生相同的功效。所以，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)所作的修改，均 應(yīng)包含在下述的申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)頻系統(tǒng)電路，內(nèi)置于一電子裝置中，該調(diào)頻系統(tǒng)電路包括一天線電路，其中具有一天線、一低噪聲放大器及匹配電路、一支撐結(jié)構(gòu)與一饋線，用以接收信號；一調(diào)頻模組，連接該天線電路，用以處理信號中的調(diào)頻信號，將該調(diào)頻信號轉(zhuǎn)換成音頻信號；以及一控制器，連結(jié)該調(diào)頻模組，用以配置該調(diào)頻模組，將音頻信號輸出，其中，因該低噪聲放大器及匹配電路改善了天線電路的接收靈敏度，使天線電路可以尺寸可以縮小以內(nèi)置于該電子裝置中。
2. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)頻系統(tǒng)電路，其特征在于，還包含一電源管理模組， 以供應(yīng)該調(diào)頻系統(tǒng)電路所需的電源。
3. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)頻系統(tǒng)電路，其特征在于，還包含一音頻放大器， 用以放大由該調(diào)頻模組輸出的該音頻信號。
4. 如權(quán)利要求3所述的調(diào)頻系統(tǒng)電路，其特征在于，還包舍一揚聲器，被放 大的音頻信號驅(qū)動以放音。
5. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)頻系統(tǒng)電路，其特征在于，中該電子裝置是一移動 電話。
6. 如權(quán)利要求l所述的調(diào)頻系統(tǒng)電路，其特征在于，該電子裝置是一隨身聽。
7. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)頻系統(tǒng)電路，其特征在于，該支撐結(jié)構(gòu)為一塑料制成。
8. 如權(quán)利要求1所述的調(diào)頻系統(tǒng)電路，其特征在于，該饋線為一金屬銅箔制成。
9. 一種可內(nèi)置于電子裝置中的天線電路，應(yīng)用于一調(diào)頻系統(tǒng)中，裝置于該調(diào) 頻系統(tǒng)的調(diào)頻模組前端，以接收信號，該天線電路包括一天線；一支撐結(jié)構(gòu)，連接于該電子裝置的電路板，利用一塑料制成；一饋線，耦合該天線，為一金屬銅箔制成，環(huán)繞貼附于部分該支撐結(jié)構(gòu)表面；以及一低噪聲放大器及匹配電路，用以補償天線的損耗，并放大該信號輸出至該調(diào) 頻模組中， 藉由該低噪聲放大器及匹配電路改善該天線電路的接收靈敏度，使該天線電路的尺寸可以縮小以內(nèi)置于該電子裝置中。
10.如權(quán)利要求9所迷的天線電路，其特征在于，該饋線耦合能量至該低噪聲放大器及匹配電路進行處理。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種調(diào)頻系統(tǒng)電路，內(nèi)置于一電子裝置中，調(diào)頻系統(tǒng)電路包括一天線電路，其中具有一天線、一低噪聲放大器及匹配電路、一支撐結(jié)構(gòu)與一饋線，用以接收信號；一調(diào)頻模組，連接天線電路，用以處理信號中的調(diào)頻信號，將調(diào)頻信號轉(zhuǎn)換成音頻信號；以及一控制器，連結(jié)調(diào)頻模組，用以配置調(diào)頻模組，將音頻信號輸出。其中，因低噪聲放大器及匹配電路改善了天線電路的接收靈敏度，使天線電路可以尺寸可以縮小以內(nèi)置于電子裝置中。
文檔編號H04B1/16GK101166032SQ200610117288
公開日2008年4月23日 申請日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月19日
發(fā)明者袁小六, 浩 陳, 松 高 申請人:英華達(dá)(南京)科技有限公司